Abstract: C. Tao, H. Zhou, L. Hu, Z. Liu, K. Cen (2021)

Zhejiang Daxue Xuebao (Gongxue Ban)/ Journal of Zhejiang University (Engineering Science), 55(11), 2108–2114 and 2133p. (2021) DOI:10.3785/j.issn.1008-973X.2021.11.011

Dynamic characteristics of thermoacoustic instability of liquid spray combustion

A laboratory-scale 3 kW liquid spray burner was used to explore the dynamic characteristics of liquid spray combustion instability. The dynamic characteristics of sound pressure and flame heat release rate in the combustion chamber under different equivalence ratios were measured, and nonlinear time series analysis methods such as phase space and recurrence plot were used to study the characteristics of thermoacoustic oscillation signal. When the air flow rate of the liquid spray burner gradually increased from 4.0 L/min to 9.5 L/min, the dynamic characteristics of thermoacoustic oscillation in the combustion chamber were different. When the air flow rate was from 4.0 L/min to 5.5 L/min, the sound pressure amplitude of the combustion chamber was between 20 Pa and 30 Pa. However, when the air flow rate was 6.0 L/min, the sound pressure amplitude suddenly increased to 100 Pa. The flame presents turbulent combustion noise, limit cycle, and semi-steady state. At the same time, the increase in air volume (decrease in the equivalence ratio) will trigger thermoacoustic instability, and the turbulent combustion noise of the combustion chamber will abruptly become a limit cycle oscillation.

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